Usando os astrônomos do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA fizeram o que pode ser a medida mais confiável distância ainda de um objeto que existia em anos de formação do Universo. A galáxia é uma das mais fracas, menores e mais distantes galáxias jamais visto e medir a sua distância com esta precisão foi possível apenas devido ao mapeamento incrivelmente detalhada de como aglomerados de galáxias gigantes deformar o espaço-tempo ao seu redor.
"Este objeto é um exemplo único do que é suspeita de ser uma abundante população, subjacente de pequenos e tênues galáxias a cerca de 500 milhões de anos após o Big Bang", explicou Adi Zitrin doInstituto de Tecnologia da Califórnia . "A descoberta está nos dizendo que existem galáxias tão fracos como este, e devemos continuar olhando para eles e até mesmo objetos mais fracos, para que possamos entender como as galáxias e do Universo, têm evoluído ao longo do tempo."
Os astrônomos costumam usar lentes gravitacionais - o poder de ampliação de aglomerados de galáxias - para encontrar galáxias distantes. No entanto, quando se trata do Universo primordial , medições de distância pode tornar-se imprecisa como os objetos são tão fraca. Agora, uma equipe de astrônomos combinou um método tradicional de medição de distância com alguma engenharia reversa inteligente para melhorar substancialmente a precisão. Aglomerados de galáxias são tão grande que sua gravidade desvia a luz que passa através deles, distorcendo as imagens dos objetos distantes por trás deles e, por vezes ampliando e iluminando-los em lente gravitacional.
O poder lentes do aglomerado de galáxias Abell 2744 mamute, apelidado de conjunto de Pandora , centrou a luz da galáxia distante que estava sendo estudado, fazendo com que pareça cerca de dez vezes mais brilhante do que poderia ter sido, e permitindo que os astrônomos para vê-lo. A lente também produziu três imagens ampliadas da mesma galáxia.
"Nós fomos capazes de detectar múltiplas da galáxia gravitacionalmente-lensed imagens usando fotos do infravermelho próximo e luz visível do Hubble ", explicou o líder do estudo Zitrin. "Mas no começo, não sabíamos o quão longe foi a partir da Terra."
Ao analisar a cor da galáxia distante a equipe pode estimar sua distância. Uma vez que a luz deixou a galáxia a expansão do Universo se estendeu seu comprimento de onda, mudando sua cor para o vermelho no espectro, e essa mudança de cor pode ser medido e quantificado como um desvio para o vermelho. Para este objeto, a equipe estimou um redshift de 10, quase um valor e significado à luz desse objeto tomou mais de 13 bilhões de anos para chegar até nós recorde. Mas isso é difícil de fazer para objetos fracos e distantes, eo método tem algumas limitações, por isso podem ser imprecisas, enganosas e, em alguns casos, infelizmente, completamente errado.
Para ter certeza de sua medição se podia confiar a equipe aproveitou as múltiplas imagens produzidas pelas lentes. As separações angulares das três imagens ampliadas da galáxia nas fotos do Hubble foram medidos. Os astrônomos já haviam caracterizado o cluster e os efeitos de distorção da lente gravitacional tão bem que poderia dizer o quão longe a galáxia remota estava por trás do conjunto de lentes. Eles fizeram isso comparando essas separações angulares aos das galáxias menos distantes lensed pelo cluster - quanto maior a separação angular, quanto mais longe está o objeto.
"Esta é uma demonstração do poder da óptica relativistas", comentou o membro da equipa Tom Broadhurst, da Universidade do País Basco e da Fundação para a Ciência Basco, Espanha. "Agora entendemos essas lentes tão bem que podemos usá-los para medir distâncias. Ele é o equivalente a usar sua câmera para se concentrar em um objeto, e depois de ler a sua distância de você no anel de foco da lente. Ser capaz de fazer esse tipo de engenharia reversa a estas distâncias é uma grande realização para nós. "
Ao combinar a análise tradicional das cores com a engenharia reversa da lente, a equipe calculou uma medida robusta distância. "Estamos a cerca de 95 por cento confiante de que este objeto está em redshift 10", disse Zitrin. "O efeito de lente tira qualquer dúvida de que este possa ser, um objeto próximo fortemente avermelhada que aparece como um objeto muito mais distante."
A galáxia aparece como uma pequena mancha apenas uma pequena fração do tamanho da Via Láctea, mas oferece uma olhada de volta para uma época em que o Universo tinha apenas cerca de 500 milhões de anos, cerca de três por cento de sua idade atual de 13,8 bilhões ano . Embora cerca de dez outros candidatos de galáxias foram descobertas nesta era cedo, os astrônomos dizem que esse objeto recém-descoberto é significativamente menor e mais fraca do que a maioria dos outros objetos remotos.
Análise da galáxia mostram que mede 850 anos-luz de diâmetro e estima-se que uma massa de 40 milhões de vezes a do Sol Minúsculo se comparado a nossa própria galáxia, que se estende por mais de 100 000 anos-luz. Também foi descoberto que a galáxia está se formando sobre uma estrela a cada três anos [3]. Embora este seja apenas um terço da taxa de formação de estrelas na Via Láctea é realmente muito prolífico para uma galáxia deste tamanho e mostra que a galáxia está evoluindo rapidamente e formar eficientemente estrelas.
"As galáxias como este são, provavelmente, pequenos aglomerados de matéria que estão começando a formar estrelas e brilho, mas eles não têm uma estrutura definida ainda. Portanto, é possível que a gente só vê uma aglomeração brilhante ampliada devido ao efeito de lente, e esta é uma possível razão pela qual é menor do que as galáxias típicas da época de campo ", explicou Zitrin.
Os astrônomos têm debatido por muito tempo se essas galáxias iniciais poderia ter fornecido radiação suficiente para aquecer o hidrogênio que resfriado logo após o Big Bang. Este processo, chamado reionização, fez o Universo transparente à luz, permitindo aos astrônomos olhar muito para trás no tempo sem funcionar em uma névoa de hidrogênio frio. Reionização é pensado para ter ocorrido 200 milhões a um bilhão de anos após o nascimento do Universo.
"Nós tendemos a supor que as galáxias do Universo ionizado com sua luz ultravioleta. Mas nós não vemos galáxias suficientes ou luz que poderia fazer isso", explicou Zitrin. "Então, nós precisamos olhar para galáxias mais fracas e mais fracos, e os Campos Frontier e lentes aglomerado de galáxias pode nos ajudar a alcançar este objetivo." Esta galáxia foi detectada como parte do programa Frontier Fields, um esforço ambicioso de três anos que as equipes de Hubble, o Telescópio Espacial Spitzer da NASA e do Observatório de Raios-X Chandra, com aglomerados de galáxias maciças para ajudar os astrônomos a sondar o Universo primordial.
Os resultados da equipe apareceu na edição online da revista Astrophysical Journal Letters em 4 de setembro de 2014.
The Daily Galaxy via Hbbel / http: //spacetelescope.org/
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